ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Идеальные и реальные циклы двигателей с воспламенением от сжатия. И О преимуществах двигателей, работающих с воспламенением от сжатия из "Химия технология и расчет процессов синтеза моторных топлив" Рассмотрим схему работы четырехтактного двигателя с воспламенением топ.лива от сжатия, приняв, что двигатель начинает работать, когда поршень находится в крайнем верхнем положении. Во время движения поршня вниз, что соответствует первому полуобороту коленчатого вала, в цилиндр через открытый впускной клапан засасывается чистый воздух при постоянном давлении, близком к атмосферному. Этот первый такт работы двигателя называется тактом всасывания (рис. 6,а). Если теоретический цикл изобразить графически в координатах Р — F, то такту всасывания соответствует прямая О — 1 (рис. 7, а). [c.11] Во время второго такта при движении поршня вверх, что соответствует второму полуобороту коленчатого вала (рис. 6, б), оба клапана закрыты и поступивший воздух подвергается адиабатическому сжатию по линии 1—2 (рис. 7, а). [c.11] Давление сжатого воздуха обычно достигает 30—40 атм., а температура 500—600°. [c.11] При горении поршень уже двигается вниз, начиная третий такт (рис. 6, в), соответствующий третьему полуобороту коленчатого вала. Адиабатическое расширение продуктов сгорания изображено на диаграмме рис. 7, а кривой 3—4. Этот ход поршня является рабочим. [c.12] В четвертом такте, соответствующем четвертому полуобороту коленчатого вала (рис. 6, г), поршень двин ется вверх при открытом выхлопном клапане и выталкивает продукты горения в атмосферу. На теоретической диаграмме линии всасывания и выпуска совпадают, так как принимается, что оба эти процесса происходят при атмосферном давлении. В действительности же всасывание происходит при давлении 0,9 атм., а выпуск при давлении 1,1 атм. [c.12] Горение при постоянном давлении является характерной особенностью этого цикла. [c.12] В двигателе с зажиганием горение происходит при постоянном объеме и сопровождается резким повышением давления (рис. 7, б). [c.12] По циклу, близкому к циклу с постоянным давлением, работают только тихоходные компрессорные двигатели. [c.12] Топливо, попадая в сжатый и нагретый воздух, воспламеняется не сразу, а спустя некоторый промежуток времени, называемый периодом задержки воспламенения. Если в быстроходных двигателях пренебречь периодом задержки воспламенения и начать впрыск топлива лишь в конце такта сжатия, то из-за того, что впрыск и горение топлива требуют некоторого времени, часть теплоты горения выделится только к концу такта расширения. [c.13] Это значительно уменьшит коэффициент использования тепловой энергии. По указанной причине быстроходные двигатели с самовоспламенением от сжатия работают не по циклу с постоянным давлением, а по смешанному циклу, идеализированная схема которого изображена на рис. 7, в. [c.13] При работе по смешанному циклу значительная часть топлива впрыскивается в цилиндр до окончания такта сжатия. Через некоторое время, определяемое задержкой воспламенения, начинается быстрое горение некоторой части топлива. При этом горение протекает при постоянном объеме и давление резко повышается (кривая 2—3 на рис. 7, в). Остальная часть продолжающего поступать топлива сгорает уже при возрастающем объеме, но при постоянном давлении (участок кривой 3—4 на рис. 7, е). [c.13] В зависимости от того, когда начинается впрыск топлива, раньше или позже, работа по смешанному циклу соответственно приближается к работе по циклам со сгоранием при постоянном объеме или со сгоранием при постоянном давлении. [c.13] Реальные циклы двигателей внутреннего сгорания значительно отличаются от идеальных. Индикаторная диаграмма быстроходного двигателя с самовоспламенением от сжатия, имеющая резко выраженный пик давления, очень близка к диаграмме двигателя с зажиганием. [c.13] Таким образом, наиболее существенное отличие современных быстроходных двигателей с воспламенением от сжатия от двигателей с зажиганием состоит не в различии в рабочих циклах, а в том, что двигатель с воспламенением от сжатия работает на тяжелом топливе и воспламенение топлива происходит под действием высокой температуры, развивающейся при высокой степени сжатия двигатель же с зажиганием использует легкое топливо, и тонливо-воздушная смесь воспламеняется электрическим запалом. [c.13] Из приведенного выражения видно, что к. п. д. двигателя возрастает с увеличением степени сжатия. Следовательно, выгоднее всего использовать такие сорта топлива, на которых двигатель может работать при высоких значениях степени сжатия. Современные двигатели с искровым зажиганием имеют степень сжатия 5—8. [c.13] Термический к. п. д. двигателей с воспламенением от сжатия вследствие высоких степеией сжатия значительно выше, чем термический к. п. д. двигателей с зажиганием. [c.14] Кроме того, в машине неизбежны механические потери, которые учитываются введением механического коэффициента полезного действия Таким образом, общий коэффициент превращения теплоты в полезную работу r =r raXrnXr t. [c.14] Если считать, что для двигателей с самовоспламенением и зажиганием значения относительного к. и. д. одинаковы, то индикаторный к. п. д. двигателя с самовоспламенением от сжатия должен быть больше, чем у двигателя с зажиганием, поскольку величина r t двигателя с самовоспламенением выше, чем у двигателя с зажиганием. Благодаря высокой величине индикаторного к. п. д. двигатель с самовоспламенением лучше использует тепло и работает с меньшим удельным расходом топлива, чем двигатель с зажиганием. [c.14] Вернуться к основной статье